5_Ersa-Kolb-3D-Modell der Linienplanung

(Bild: Ersa)

| von Dominik Farrenkopf
Kolb Fertigungstechnik erweiterte seine Produktionsfläche um 3.300 m².

Kolb Fertigungstechnik erweiterte seine Produktionsfläche auf 3.300 m². Kolb

Die erste elektronische Baugruppe produzierte W. Kolb Fertigungstechnik 1988. Heute wie damals ist es das oberste Ziel, den Kunden qualitativ hochwertige Produkte, einen besonders guten Service sowie hohe Liefertermintreue anbieten zu können. Daher investierte Kolb Fertigungstechnik mit Sitz im nordrhein-westfälischen Willich in eine automatisierte und flexibel nutzbare THT-Linie. Als Fertigungsdienstleister produziert Kolb unter anderem komplexe Torsteuerungen für Industriebetriebe oder Kommunikationsgeräte für Rundfunkanstalten, Formel 1 und Olympiazentren. Zusätzlich bietet das Unternehmen seinen Kunden ein weitreichendes Spektrum von Komplettlösungen. Dazu gehören Materialbeschaffung und -lagerung, Ersatzbaugruppenfertigung, Kabelkonfektionierung, optische Prüfung, elektrische Tests, außerdem das Lackieren und Vergießen von Baugruppen sowie die Endmontage bis zur bedruckten Verpackung inklusive der gesamten Versandlogistik. Im Jahr 2018 entschied man sich aufgrund des stetig wachsenden Umsatzes dazu, die Produktionsfläche von 1.700 m² auf ca. 3.300 m² zu verdoppeln.

Den Grund für die enorme Umsatzsteigerung um 100 Prozent innerhalb von sechs Jahren sieht Udo Speck, Geschäftsführer für die Bereiche Produktion und Einkauf, vor allem darin, dass man auf ein gemeinsames Wachstum mit Bestandskunden setzt. Da die national und international aufgestellte Kundschaft in den vergangenen Jahren gewachsen sei, habe dies direkt auch die Auftragslage bei Kolb positiv beeinflusst. Um die gesteigerte Nachfrage stillen zu können, wurde im Zuge der Gebäudeerweiterung die bisherige Lötanlage durch eine flexible Inline THT-Fertigungslinie ersetzt.

Optimal aufeinander abgestimmte THT-Fertigungslinie

Die Anlage ist seit 2019 bei Kolb im Einsatz und besteht aus zwei Arbeitsplatzgruppen (mit drei oder vier Bestückungsarbeitsplätzen), der Wellenlötanlage Powerflow Pro von Ersa und dem auf die Anforderungen optimal abgestimmten Transportsystem. Grundsätzlich können ein oder zwei unterschiedliche Produkte gleichzeitig produziert werden. Werden alle sieben Bestückungsarbeitsplätze zusammengelegt, kann die Anlage als herkömmliches Umlaufsystem genutzt werden. Die Warenträger mit den darauf liegenden Baugruppen werden in diesem Fall zunächst an der 3er-Gruppe bestückt, anschließend zur 4er- Gruppe durchgeschleust und dort weiterbearbeitet. Dies ist meist bei komplexen Bestückungsaufgaben oder besonders großen Baugruppen der Fall.

Die Bypass-Strecke gegenüber der 4er Arbeitsplätze erlaubt es, auch zwei voneinander unabhängige Produkte zu fertigen. Die bestückten Warenträger der 3er-Gruppe laufen über die Bypass-Strecke an der 4er- Gruppe vorbei und sorgen für einen optimierten Produktionsfluss. Vor der Lötmaschine werden beide Stränge wieder zusammen- und der Lötmaschine zugeführt. Die Powerflow Pro entspricht den geforderten Kriterien einer durchsatzstarken Lötanlage und vereint technische und wirtschaftliche Anforderungen.

Die neuinstallierte Wellenlötanlage mit Kühltunnel während des Rücktransports.

Die neuinstallierte Wellenlötanlage mit Kühltunnel während des Rücktransports. Kolb

Der Rücktransport nach dem Lötvorgang erfolgt auf der unteren Transportebene. Nach dem Schräg-auslauf der Wellenlötanlage werden die Warenträger mittels eines Lifters auf die darunterliegende Ebene gebracht. Unter der Lötanlage befindet sich ein Kühltunnel, der die Warenträger mit Hilfe von kalter Luft von etwa 90°C auf etwa 40°C abkühlt, sodass sie am Ende des Prozesses händisch entnommen werden können. Dies ist kein gesteuerter Prozess, da äußere Faktoren wie Transportgeschwindigkeit, Umgebungstemperatur oder Masse des Warenträgers schwer kalkulierbar sind. Dennoch werden Zeit und Strecke des Rücktransports so optimal genutzt und die Temperatur des Warenträgers deutlich verringert. Informationen zu den Laufwegen der Warenträger werden mittels RFID-Technologie (Radio-Frequency Identification) übertragen. Der auf den Warenträgern angebrachte Transponder wird an insgesamt drei Lesegeräten automatisch ausgelesen und entsprechend seiner Routeninformation weitergeleitet. Die Entnahme der Warenträger aus dem Prozess erfolgt je nach Transponderinformation und vorheriger Planung an einem der Bestückungsarbeitsplätze.

Wellenlöttechnologie und Selektivlöten beherrschen

Kolb nutzt die Anlage momentan für unterschiedliche Produkte, die dennoch zwei Gemeinsamkeiten haben: Die Baugruppen weisen einen sehr hohen Anteil an THT-Bauteilen auf und werden in großen Mengen produziert. Laut Stefan Wurster, Sales- und Key Account Manager bei Ersa, waren somit die Voraussetzungen für die Wellenlöttechnologie gegeben. „Obwohl die Welle im Vergleich zum Selektivlöten in Zukunft weniger im Fokus stehen wird, sind insbesondere Fertigungsdienstleister gut aufgestellt, wenn sie beide Prozesse im Haus haben und beherrschen. Mit dieser Maschine steht ein effizienter Prozess durch schnelles und wirtschaftliches Löten zur Verfügung.“ Die 4er-Gruppe an Bestückungsarbeitsplätzen ist in der Regel mit einer Produktfamilie, bestehend aus acht unterschiedlichen Varianten, voll ausgelastet. Die 3er-Gruppe wird für die Produktion von Einzelprodukten genutzt und je nach Bestückungsaufwand besetzt. „Unsere Kunden kommen aus ganz unterschiedlichen Branchen und haben dementsprechend unterschiedliche Produkte und Anforderungen. Dass wir darauf so flexibel reagieren und so die Lötmaschine bestmöglich auslasten können, ist für uns ein enormer Vorteil“, sagt Udo Speck, Geschäftsführer bei Kolb.

Der Selektivlötanlage sind drei Bestückungsarbeitsplätze vorgeschaltet.

Der Selektivlötanlage sind drei Bestückungsarbeitsplätze vorgeschaltet. Kolb

Zwei Spezialisten unter einem Dach

Einen weiteren Vorteil sieht er in der Kompetenz in Sachen Löttechnik und Automatisierung unter dem Dach des Kurtz Ersa-Konzerns: „Wir haben in der Vergangenheit gelernt, wie wichtig es ist, eng mit Kunden und Lieferanten zusammenzuarbeiten. Das transparente und professionelle Angebot von Kurtz Ersa hat uns überzeugt.“ Hauptansprechpartner war für ihn von Beginn an Ersa Key-Account, Stefan Wurster, die jeweiligen Experten aus den Bereichen Automation und Applikationstechnik wurden zur Konzeption hinzugezogen. Durch enge interne Abstimmungen und kurze Kommunikationswege zwischen Ersa und Kurtz Ersa Automation konnte ein reibungsloser Produktionsablauf und eine pünktliche Lieferung sichergestellt werden. Zwischen Bestelleingang und der Aufstellung der Anlage in Willich vergingen keine zwölf Wochen. Auch in anderen Bereichen der Elektronikproduktion vertraut Kolb auf die Marke Ersa. Seit 2018 ist im Bereich Selektivlöten eine Versaflow 4/55 mit drei vorgeschalteten Bestückungsarbeitsplätzen im Einsatz. Mit dem Ersascope Inspektionssystem lassen sich außerdem auch komplex verlötete Bauelemente wie BGA oder QFN-Chips prüfen. Für Rework oder Kleinserien steht ein IR 550 Rework System zur Verfügung.

Mehr Ergonomie an den Bestückerplätzen

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Bei der Konzeption der Bestückungsplätze wurde viel Wert auf Ergonomie gelegt. Kolb

Einen besonders hohen Stellenwert nimmt im Unternehmen die Ergonomie am Arbeitsplatz ein. Sich am Arbeitsplatz sicher und wohlzufühlen ist die Grundvoraussetzung, einen guten Job machen zu können“, sagt Udo Speck. Aus diesem Grund wurden die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ab den ersten Planungen für den Bau der neuen Halle miteinbezogen. Konzepte zu Laufwegen oder Arbeitshöhen wurden diskutiert und abgestimmt. Auch bei der neuen THT-Linie wurden viele Ideen umgesetzt, die den Menschen, die täglich an der Maschine arbeiten, den Alltag erleichtern. Eine Besonderheit ist in diesem Zusammenhang der Rücktransport, der nicht wie üblich unterhalb des Bestückungsbandes, sondern parallel dazu unter der Bypass-Strecke verläuft. Für die Mitarbeiter an den Arbeitsplätzen ergibt sich dadurch eine große Beinfreiheit.

Hinsichtlich Materialbereitstellung und Beleuchtung wurden die bestehenden Konzepte von Kolb aufgegriffen. Die Bestückungsarbeitsplätze sind so konzipiert, dass die Materialbereitstellungswägen so an den Arbeitsplatz herangefahren werden können, dass die Greifwege möglichst kurz und unkompliziert sind. Laut Udo Speck haben diese Maßnahmen positive Auswirkungen auf die wirtschaftlichen Ergebnisse. Fehler lassen sich vermeiden und der Durchsatz dadurch steigern.

 

Dominik Farrenkopf

Projektleiter, Vertrieb Automatisierung, Ersa Wertheim

(hw)

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